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Red de Transporte ASON hacia las Redes Ópticas




Enviado por Abel



Partes: 1, 2

  1. Resumen
  2. Introducción
  3. Desarrollo
  4. Estándares
    de la Tecnología ASON según la
    Recomendación de la UIT-T G.8080
  5. Características de
    ASON
  6. Modelos de
    Referencia ASON
  7. Servicios de
    conexión en ASON
  8. Ventajas que aporta
    ASON
  9. Arquitectura ASON
    según Huawei Tecnologías
  10. Redes
    Ópticas
  11. Conclusiones
  12. Referencias

Resumen

En el presente artículo pretendimos dar una breve
reseña de una de las Redes Ópticas que más
aplicación tendrá por todas sus prestaciones, ella
es la Red Óptica de Conmutación Automática
(ASON), describimos los diferentes planos que utiliza para
proveer a la Red de un Plano de Control Inteligente que cuente
con aprovisionamiento dinámico y funciones de
supervisión, protección y restauración de
conexiones, luego abordamos los diferentes servicios que presenta
la misma ya que la tecnología ASON puede proveer servicios
de diferentes QoS a diferentes clientes lo cual se conoce con el
nombre de nivel de servicio (Service Level Agreement, SLA), estos
diferentes servicios que abordamos aquí los ofrece el
fabricante Huawei Tecnologías para las Redes ASON que
empleen su equipamiento y finalmente presentamos un modelos de
dicha arquitectura.

Palabras Claves: ASON, GMPLS, QoS, Redes
Ópticas.

ABSTRACT.

In the present article we intended to give a brief
review of an one belonging to optic Nets what else application he
will have for all his social benefits, she is Commutation
Automatic"s optical Network (ASON), we described the different
diagrams that he utilizes to supply to the Net of Control
Intelligence"s Diagram that he have dynamic provisioning and
supervisory functions, protection and restoration of connections,
next the different servants that the same introduces went on
board right now than technology ASON can provide different
clients different QoS services with it as he knows himself under
the name of level on duty ( Service Level Agreement, SLA ), These
different services that we discussed here offers them the
manufacturer Huawei Technologies for Nets ASON that they use his
equipamiento and finally we presented one models of the
aforementioned architecture.

Key words: ASON, GMPLS, QoS, Network
optical.

Introducción

Debido a la alta demanda planteada por los usuarios de
nuestros servicios y al aumento acrecentado en el desarrollo para
la tecnología de Fibra Óptica se impuso que las
Redes debían trabajar al nivel óptico y para ello
se necesitaba de varios factores a tener en cuenta ellos son:
Poder garantizar un mayor espectro en la frecuencia y mayor
aprovechamiento en el ancho de banda para así ofrece una
calidad mejor en cuanto a los servicios, planteado todo esto se
impone el surgimiento de una tecnología que posee
múltiples características, ella es la Red
Óptica de Conmutación Automática (ASON), la
cual realiza la transformación de la Red estática
en una Red de Conmutación Automática y para la cual
existen soluciones ASON en los dominios: óptico y
eléctrico, las ventajas de dicha tecnología son
diversas pero entre ellas podemos citar que son la
asignación dinámica de los recursos a las rutas,
instalación de los servicios en menos tiempo, costos bajos
de operación y mantenimiento, recuperación
rápida por fallas, entre otras, destacándose los
servicios de Ancho de Banda en Demanda» (BODS) y
«Redes Privadas Virtuales Ópticas»
OVPN.

La Red Óptica de Conmutación
Automática (ASON) se basa fundamentalmente en habilitar
una tecnología de la liberación automática
para servicios de transporte, especialmente en ASON pudiendo dar
no solo líneas de conexión mínimas pero
también otros servicios de transportes tales como
programas permanentes y conexiones de conmutación
óptica, una conexión de conmutación es
establecida y soltada desde el sistema administrativo cual Red en
uso generada por protocolos de señalización y
enrutamientos para establecer la conexión y en el orden
duro de la conexión de conmutación establecida y
soltada pero el costo en demanda también usa protocolos de
señalización y enrutamientos, en una estas Redes
cada nodo debe estar equipado con un Plano de Control, dicho
plano se encargará de restablecer las conexiones pudiendo
restaurar una conexión en caso de un fallo. Con el aumento
del tráfico sobre servicios dinámicos IP, hacen
indispensable una infraestructura de Red Óptica flexible,
a escala global donde la demanda de nuevos servicios de
Telecomunicaciones crece y se diversifica, el tráfico
cursado no para de incrementarse y el surgimiento para el
desarrollo de la esta tecnología ha resultado en una
beneficiosa y nueva etapa de las Redes Ópticas de
Transporte, por consecuencia es impostergable la
aplicación de esta tecnología que permitirá
resolver muchas de las grandes dificultades que presenta hoy en
día la Red de Transporte, luego se impone mostrar las
características y ventajas de esta tecnología que
evoluciona velozmente de manera que se logren las nociones y
habilidades indispensables para la implantación de esta
innovadora tecnología en nuestro país.

Desarrollo

Una red es toda óptica si la transmisión
de información no sufre ninguna conversión
óptico-eléctrica, aunque el control de los
trayectos de luz puede controlarse por medios
electrónicos. Una propiedad única es la habilidad
de hacer enrutamientos al nivel de longitudes de onda, y
aquí el trayecto de la señal es determinado por la
longitud de onda y el origen de esta señal, así
como por el estado de los conmutadores de la red y los
conversores de lambda.

A diferencia de otras alternativas de red todo
óptica, el enrutamiento a nivel de lambda, provee un
trayecto óptico (light path) transparente entre los
terminales de red. Un trayecto óptico es un camino que
atraviesa la señal en la red desde una fuente a un solo
destino el cual puede incluir conversores de onda. Un trayecto de
longitud de onda (wavelength path) es un camino óptico
donde no ocurren cambios de lambda. Se maneja el término
de "transparencia" que permite a usuarios heterogéneos
compartir los recursos en la red.

Por ejemplo, algunas lambdas pueden transportar
señales analógicas, mientras otras se utilizan
simultáneamente para información digital.
Diferentes terminales de red pueden usar diferentes formatos de
modulación y los terminales pueden mejorarse (upgrading)
sin reconfigurar la red. Como filosofía la red ofrece
ancho de banda en demanda y deja que los usuarios determinen sus
necesidades individuales de hardware.

El primer paso hacia AON es la tecnología DWDM y
después se incorporan nuevos componentes o bloques que
amplían la funcionalidad en el nivel
óptico.

Una configuración general de una Red ASON se
muestra en la siguiente figura.

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Figura 1.

Diferentes partes de la Red
ASON.

Estándares
de la Tecnología ASON según la Recomendación
de la UIT-T G.8080

ASON (Red Óptica de Conmutación
Automática) según la UIT-T G.8080 es un modelo de
referencia que describe la arquitectura y los requisitos que
deben satisfacer una Red de Transporte Óptica de
Conmutación Automática; pudiendo plantear que
frente al modelo para Red de Transporte tradicional el
término de Conmutación Automática se refiere
a:

  • Capacidad para introducir nuevos servicios, por
    ejemplo:

  • Baja demanda en el ancho de banda.

  • Redes privadas ópticas virtuales.

  • Capacidad de enrutamiento
    dinámico.

  • Plano de control distribuido vs centralizado basado
    en TMN.

  • Restauración eficiente de
    servicios.

En ASON no se definen nuevos protocolos, sino que se
contempla el uso de GMPLS, con las especificaciones UNI y E-NNI
del OIF además de otros trabajos del UIT-T., esta
tecnología es también conocida como G.ASON. Su uso
esta conceptualizado en la búsqueda de mejoras en las
prestaciones de servicios basadas en Redes Ópticas de
Transporte, las cuales hacen uso de un Plano de Control
Óptico para con esto perseguir, simplificar y reducir las
estructuras de capas de los servicios actuales mediante un Plano
de Control inteligente sobre la capa física.

A continuación mostraremos en la figura 2 como
quedo definido según las Recomendaciones, las mismas para
dicha tecnología.

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ASTN: Red de Transporte para
Conmutación Automática.

ASON: Red óptica para
Conmutación Automática.

Figura 2.

Normativas ASON según
Recomendaciones UIT-T.

Características de
ASON

Diferentes son las características que presenta
esta tecnología con respecto a las anteriores, las cuales
le otorgan un nivel superior a las antes existentes,
señalaremos algunas que se resaltan por su importancia
entre ellas:

  • Capacidad para soportar nuevos servicios
    ópticos como servicios para ancho de banda con baja
    demanda (BODS) y redes privadas virtuales ópticas
    (OVPN)

  • Enrutamiento dinámico con auto
    detección de ¨vecinos¨, de enlaces, de
    topología. (A través de OSPF-OE ¨Open
    Shortest Path First with Optical Extensions¨)

  • Aumento de estabilidad y escalabilidad en los
    sistemas de gestión debido a que el plano de control
    se encuentra distribuido sobre los elementos de
    red.

  • Restauración más eficiente de
    servicios pues ASON provee mecanismos de recuperación
    descentralizados y prácticamente en tiempo
    real.

Interfaz de Red para usuario e Interfaz de Red para
red externa.

ASON permite diferentes tipos de interfaces para
realizar su funcionamiento, en la figura 2 se mostrará las
variantes de interfaces en la red.

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Figura 3.

Representación de diferente
interfaces en la Red.

  • UNI. (Interfaz estandarizado entre la Red de
    Transporte y el Cliente)

  • Separa totalmente la red del operador del usuario,
    aspectos como la topología, direccionamiento, recursos
    y señalización permanecen opacos al
    Cliente.

  • A través de este interfaz el Cliente
    podrá conocer los servicios disponibles e iniciar una
    conexión solicitando un determinado ancho de banda,
    clase de servicios, etc.

  • La especificación del OIF añade
    ciertas extensiones a LMP para el descubrimiento de nodos y
    servicios disponibles, a LDP y RSVP para la
    señalización.

  • E-NNI. (Interfaz estandarizado entre
    dominios)

  • Separación de dominios y establecimiento de
    áreas de Routing.

  • Cada área de Routing puede contener
    sub-áreas. (Jerarquías de Routing)

  • Interoperabilidad entre áreas de Routing
    adyacentes.

Modelos de
Referencia ASON

Los Modelos de Referencia para ASON se basan
fundamentalmente en el empleo de tres planos, con el empleo de
los cuales se busca proveer a la Red de un Plano de Control
inteligente que cuente con aprovisionamiento dinámico y
funciones de Supervisión, Mantenimiento y
Liberación de las conexiones.

En la figura 3 aparecen representados los diferentes
tipos de planos que emplea la tecnología ASON,
además de especificar a continuación la
función de cada uno:

  • Definición de tres planos:

  • Plano de Control: Topología de la Red,
    gestión de recursos para Red, protección y
    recuperación, señalización para
    establecimiento, supervisión, mantenimiento y
    liberación de servicios.

  • Plano de Gestión: Supervisión,
    configuración, seguridad y
    facturación.

  • Plano de Transporte: Transferencia de
    información entre usuarios.

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Figura 4.

Representación de los
diferentes planos que intervienen en ASON.

  • Interfaces en el Plano de Control:

El Plano de control define interfaces con los Clientes
(UNI) entre nodos de la misma red, entre nodos de diferentes
redes (E-NNI) y entre los elementos del Plano de Control y Plano
de Transporte (CCI), a continuación se explicará
brevemente cada uno de ellos.

  • UNI del OIF: Representa el PdeR que separa el
    domino del operador del de los usuarios, los protocolos de
    señalización en la interfaz UNI deben permitir
    al usuario ASON llevar a cabo las siguiente
    funciones:

  • Creación de una conexión: Esta
    función consiste en señalizar a la red para
    crear una nueva conexión, la cual tendrá unos
    ciertos atributos como por ejemplo: Ancho de Banda,
    Protección, Restauración y
    diversidad.

  • Eliminación de una Conexión: El
    usuario ASON indica a la red, la necesidad de finalizar una
    conexión existente.

  • Modificación de la Conexión:
    Permite al cliente en un momento dado modificar los atributos
    característicos de la conexión.

  • Solicitud de Status de la Conexión: El
    usuario puede verificar la situación de una
    conexión a través de una consulta de
    status.

  • O-NNI según GMPLS: Esta interfaz
    separa el dominio IP tanto de tipo de medio, como en modo de
    enrutamiento, mientras que una red IP requiere un
    análisis del paquete para determinar la ruta
    más adecuada a seguir, en el dominio ASTN se utiliza
    el protocolo MPLS el cual coloca las etiquetas LSP en los
    paquetes para el enrutamiento respectivo usando las capa 2 y
    dándole así una mayor velocidad al enrutamiento
    de los paquetes. Mientras que en el dominio IP cuando un
    paquete llega a un Routers, éste analiza la
    dirección IP (En la capa 3) para determinar de acuerdo
    a sus tablas la dirección que debe seguir y esto lo
    hace con todos aquellos paquetes, teniendo un tiempo de
    procesamiento considerable, en ASTN en cambio cuando este
    paquete llega al O-NNI éste consulta las tablas de la
    Red ASON (Capa de Control) y determina cuál es la
    mejor ruta a seguir por este paquete, luego le coloca una
    etiqueta LSP la cual contiene la información de
    enrutamiento dentro de la Red ASON y de esta manera cuando el
    paquete llega a un OXC, éste sólo ve la
    etiqueta LSP en la capa 2 y la dirige hacia el próximo
    OXC indicando en la etiqueta, reduciendo de esta forma el
    tiempo de procesamiento.

  • I-NNI del OIF: Define la interfaz entre
    controladores de conexión adyacentes dentro de la
    misma red, existen dos aspectos de importancia a considerar
    en esta interfaz: La Señalización y el
    Enrutamiento. La selección y establecimiento del
    camino a través de la red óptica requiere un
    protocolo de señalización donde las redes de
    transporte típicamente emplean enrutamiento
    explícito en el sentido que la ruta se selecciona o
    por el operador o por las herramientas de software en el
    sistema de gestión, en ASON las conexiones extremo a
    extremo se deben realizar tomando en cuenta ciertas
    restricciones, por ello, la selección de la ruta se
    basa en algoritmos de enrutamiento que toman en cuenta
    diversos objetivos tales como: El balanceo de la carga de
    tráfico de la red para obtener la mejor
    utilización de los recursos y políticas de
    enrutamiento para seguir los caminos preferidos o más
    rápidos.

  • E-NNI del OIF: El PdeR entre dominios
    diferentes está representado por la E-NNI, estos
    dominios pueden pertenecer a una misma administración,
    o a diferentes administradores. El protocolo BGP pudiera ser
    recomendado para usarse entre diferentes dominios ASON de
    forma similar a su uso en dominios diferentes IP, E-NNI es
    similar a la UNI pero con ciertas funciones de enrutamiento
    que permiten el intercambio de información entre las
    redes involucradas. La diferencia existente entre I-NNI y
    E-NNI es significativa puesto que I-NNI se aplica sobre un
    área con esquemas de enrutamiento únicos y en
    donde todos los equipos soportan el mismo protocolo de
    enrutamiento y el intercambio de información de ruteo
    entre los nodos es posible, por otro lado E-NNI sí
    soporta diferentes esquemas de enrutamientos y de
    protección que pudieran usar los diferentes
    dominios.

Servicios de
conexión en ASON

ASON posee para conectarse diferentes tipos de
servicios, ellos son:

  • PC. (Conexión Permanente): El cliente A
    solicita un servicio de conexión a través del
    plano de gestión y a continuación desde el
    plano de gestión, se actúa sobre el plano de
    transporte para configurar en cada conmutador implicado en la
    ruta el establecimiento de una cross-conexión. (Modelo
    tradicional)

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Figura 5.

Modelo de conexión
PC.

  • SPC. (Conexión Permanente Soft): A
    través del plano de gestión el cliente solicita
    un servicio y desde el plano de gestión se traslada al
    plano de control la configuración de la
    conexión, para de manera autónoma el plano de
    control decide la ruta.

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Figura 6.

Modelo de conexión
SPC.

  • SC. (Conexión de Conmutación): A
    través del Interfaz UNI el cliente solicita un
    servicio de conexión al plano de control.

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Figura 7.

Modelo de conexión
SC.

Ventajas que
aporta ASON

La tecnología ASON surge como una mejora de
diferentes parámetros con respecto a las anteriores, la
misma ofrece diferentes ventajas, ellas son:

  • Descubrimiento automático de los
    recursos.

  • Cada nodo puede encontrar a su vecino en la red de
    forma automática.

  • Cada nodo puede construir la topología de la
    red por si mismo.

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Figura 8. Diferentes maneras para
descubrir automáticamente los recursos.

  • Configuración de servicios extremo a extremo.
    (Selección del destino y la fuente, Bw, QoS,
    restricciones y establecimiento del servicio)

  • Realización rápida y automática
    de rutas en cada nodo.

  • Operación a través de las rutas y
    señalización entre la red.

  • Adición de restricciones con el
    propósito de establecer el trayecto
    óptimo.

  • Protección de red mallada.

  • La topología de la red en malla hace que la
    red sea más fiable.

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Figura 9.

Red mallada.

Arquitectura ASON
según Huawei Tecnologías

Huawei Tecnologías basa su arquitectura ASON en
las Redes tradicionales incorporando las funciones de la capa de
control sobre la arquitectura de SDH de Nueva Generación,
en la figura 10 se mostrará la Arquitectura empleada por
Huawei en un elemento de Red, donde se utiliza la capa de
transporte tradicional SDH y sobre la cual se monta la
Arquitectura ASON con sus capas de Control y Gestión, lo
cual permite la Conmutación Automática en las Redes
Ópticas, esto se logra aprovechando los diferentes
espacios que tenía reservado el protocolo SDH para la
introducción de futuras mejoras, o sea, en la
práctica es suficiente con agregarle al equipo SDH las
tarjetas de control necesarias y el Software correspondiente para
que este pueda operar en Redes Ópticas
Inteligentes.

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Figura 10. Arquitectura de un elemento
de Red con tecnología ASON.

En la figura 11 se mostrará la estructura
lógica de ASON propuesta por Huawei
Tecnologías.

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Figura 11. Estructura lógica de
ASON según Huawei Tecnologías.

Redes
Ópticas

Existieron muchas renovaciones en cuanto a la Redes se
trataban, las cuales siempre fueron superándose en
ventajas, pero en tantos cambios provocados se dio el surgimiento
a una red muy ventajosa la cual da muchas más prestaciones
que las anteriores y hoy en día es muy utilizada por todos
los usuarios para mejorar sus servicios, la misma es La Redes
de Fibra Óptica
, la cual se emplean cada vez
más en Telecomunicación debido a que las
ondas de luz tienen una frecuencia alta y la capacidad de una
señal para transportar información aumenta con la
frecuencia, en las redes de comunicaciones por Fibra
Óptica se emplean sistemas de emisión láser,
aunque en los primeros tiempos de la misma se utilizaron
también emisores LED y en el 2007 están
prácticamente en desuso, en cuanto a esta red se trabaja
en el desarrollo y perfeccionamiento de La Red
Óptica
basándose en tecnología WDM entre
otras.

Existen numerosas tecnologías para el transporte
y encapsulación de datos en las Redes Ópticas, una
característica de estas redes es que están llamadas
a soportar muchos tipos de tráfico y velocidades, sin
embargo y sobretodo hay una tendencia al uso de un nivel
óptico común para el transporte digital de datos:
DWDM. SONET/SDH ha sido la base de las Redes Ópticas en la
última década y ha sido utilizado como el nivel
fundamental del transporte tanto para la red de
conmutación de circuitos basada en TDM como de las redes
de datos, mientras que SONET/SDH ha evolucionado sobre la base de
una tecnología muy elástica, siguen siendo caras
sus implementaciones pudiendo plantear que las inherentes
ineficiencias en la adaptación de los servicios de datos a
la jerarquía optimizada de voz y la inflexible
jerarquía de multiplexación, la hacen
problemática, de forma más importante las
limitaciones en cuanto al escalado de la capacidad –OC-768
puede ser el límite práctico de SONET/SDH– y
la insensibilidad al tráfico IP en una tecnología
basada en TDM tiene un pobre futuro.

Limitaciones de las Redes
Ópticas.

Actualmente la implementación de redes totalmente
ópticas presenta algunos inconvenientes, los cuales se
mencionan a continuación:

  • Escasa madurez con dispositivos DWDM
    recientes.

  • Existencia de dispersión cromática y
    por modo de polarización en las fibras ya
    instaladas.

  • Acumulación de diferencias de ganancias para
    distintas longitudes de onda en redes con EDFA en
    serie.

  • La conmutación de paquetes sobre las capas
    ópticas obliga a disponer de buffers de almacenamiento
    en los nodos ópticos.

  • Los dispositivos sintonizables son caros y tienen
    rango de sintonía baja lo que reducen la cantidad de
    canales a Multiplexar.

  • Ausencia de métodos efectivos de
    administración y gestión de redes.

Conclusiones

En nuestros días ha sido inevitable producir un
aumento en la demanda de la capacidad en las Redes de
Telecomunicaciones, todo esto ha sido producto de la
generalización de Internet en todo el mundo, por tal
motivo la Red de Transporte ha evolucionado a escala mundial
sobre la base de tecnologías de interfuncionamiento
óptico, por ello de plantea que las Redes de Nueva
Generación se imponen ya en el futuro implicando un
desarrollo de la Red de Transporte que esta en correspondencia
con las nuevas necesidades y requerimientos de los Clientes,
motivando así el surgimiento de las Redes ASON.

ASON constituye una novedosa tecnología que
combina la tecnología de la Red óptica tradicional,
la alta eficiencia de IP, la gran capacidad de DWDM y el control
de Software de Red ofreciendo así dinamismo en las Redes
ópticas de Transporte, además de que gracias a la
inclusión de un Panel de Control Distribuido o
parcialmente Distribuido que provee de una autodetectable y
dinámica configuración de la Red, presenta una
ingeniería de tráfico en canales ópticos
permitiendo que se asigne el ancho de banda a utilizar de acuerdo
a patrones de demanda reales, logrando proveer ancho de banda y
conectividad con una red IP de una forma más
dinámica comparada con los servicios relativamente
estables disponibles hoy.

Redes Ópticas Pasivas. (PON-Passive
Optical Networks)

En los últimos años, la Sociedad de la
Información ha experimentado un rápido desarrollo
debido en gran parte a la mayor competitividad impulsada por la
desregulación del mercado de las Telecomunicaciones y a la
aparición de nuevos servicios de banda ancha, el resultado
de estos dos factores se ha traducido en una necesidad de mejores
las redes de comunicaciones para que sean capaces de ofrecer un
mayor ancho de banda a un menor coste, en la actualidad la
tecnología ADSL es la estrella indiscutible en el panorama
europeo, ya que es una tecnología que sigue explotando el
bucle de abonado en cobre. Por otro lado, la demanda de los
usuarios es cada vez mayor porque la necesidad de aumentar el
ancho de banda ha hecho replantear a los operadores consolidados
y emergentes sus estrategias, comenzando una carrera por la
duplicación de la velocidad de sus líneas que a los
ojos del profano parece no tener fin, sin embargo, ADSL cuenta
con una limitación técnica importante: El
máximo ancho de banda que puede ofrecer no supera en
ningún caso los 8Mbps en canal descendente y los 4Mbps en
canal ascendente, además estos valores disminuyen
drásticamente a medida que el usuario se aleja de la
central.

En vista a lo planteado anteriormente se dice que la
tecnología de la Fibra Óptica se presenta como una
firme solución al problema gracias a la robustez, a su
potencial ancho de banda ilimitado y al continuo descenso de los
costes asociados a los láseres y si a lo dicho
anteriormente unimos que las nuevas construcciones (nuevas
urbanizaciones, nuevos bloques de viviendas, centros comerciales)
ya integran cableado estructurado de Fibra Óptica Monomodo
por su bajo coste marginal en el proyecto, estamos hablando de un
escenario completamente abonado para poder desplegar soluciones
de conectividad en Fibra Óptica que directamente lleguen
hasta la vivienda, y si por otro lado hablamos de arquitecturas
de futuro, que son las conocidas Redes PON se postulan
como una apuesta fiable, porque su costo contenido en
equipamiento electro óptico y la eficiencia de las
topologías árbol-rama aportan un incentivo
adicional frente a los despliegues tradicionales basados en
conectividad punto a punto.

Características comunes de los sistemas
PON.

Las Redes Ópticas Pasivas (PON) toman su modelo
de las redes CATV recicladas para ofrecer servicios de banda
ancha mediante la habilitación del canal de retorno, una
red CATV está compuesta por varios nodos ópticos
unidos con la cabecera a través de Fibra Óptica de
los cuales se derivan mediante una arquitectura compartida de
cable coaxial, los accesos a los abonados, habitualmente en CATV
cada nodo óptico ataca a un determinado número de
usuarios (en función del ancho de banda que se quiere
asignar a los usuarios) utilizando cable coaxial y Splitters
(divisores) eléctricos, por ello las Redes Ópticas
Pasivas sustituyen el tramo de coaxial por Fibra Óptica
Monomodo y los derivadores eléctricos por divisores
ópticos, para de esta manera la mayor capacidad de la
fibra permite ofrecer unos anchos de banda mejorados en canal
descendente y sobre todo en canal ascendente, superando la
limitación típica de 36Mbps de los sistemas
cable-modem DOCSIS y EURODOCSIS por nodos
ópticos.

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Figura 13. Modelo de las
Redes.

Esta nueva arquitectura es una evolución de menor
coste a alternativas tradicionales como las redes punto a punto o
las redes conmutadas hasta la manzana, puesto que reducen el
equipamiento necesario para la conversión electro
óptica  y prescinden del equipamiento de red de alta
densidad necesario para la conmutación.

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Figura 14. Arquitectura punto a punto
vs punto-multipunto con Switch.

Las arquitecturas PON están centrando la
atención de la industria de las Telecomunicaciones como
una manera de atacar a la problemática de la última
milla, puesto que presenta evidentes ventajas:

  • Las Redes PON permiten atacar a usuarios
    localizados a distancias de hasta 20Km desde la central (O
    nodo óptico), dicha distancia supera con creces la
    máxima cobertura de las tecnologías DSL.
    (Máximo 5Km desde la central)

  • Las Redes PON minimizan el despliegue de
    fibra en el bucle local al poder utilizar topologías
    árbol-rama mucho más eficientes que las
    topologías punto a punto, además de que este
    tipo de arquitecturas simplifica la densidad del equipamiento
    de central, reduciendo el consumo.

  • Las Redes PON ofrecen una mayor densidad de
    ancho de banda por usuario debido a la mayor capacidad de la
    fibra para transportar información que las
    alternativas de cobre (xDSL y CATV)

  • Como arquitectura punto-multipunto, las Redes
    PON
    permiten superponer una señal óptica de
    Televisión procedente de una cabecera CATV en otra
    longitud de onda sin realizar modificaciones en los equipos
    portadores de datos. (ver apartado: Tecnología
    VPON)

  • Las Redes PON elevan la calidad del servicio
    y simplifican el mantenimiento de la red, al ser inmunes a
    ruidos electromagnéticos, no propagar las descargas
    eléctricas procedentes de rayos, etc.

  • Las Redes PON permite crecer a mayores tasas
    de transferencia superponiendo longitudes de onda
    adicionales.

Variantes de Redes Ópticas: APON,
BPON y GPON.

La transmisión en canal descendente está
formada por ráfagas de celdas ATM estándar de
53bytes a las que se le añaden un identificador de tres
bytes que identifican el equipo ONU generador de la
ráfaga, la máxima tasa soportada en canal
ascendente suponiendo una única unidad ONU es de 155Mbps,
este ancho de banda se reparte en función del
número de usuarios asignado al nodo óptico
(Número de ONUs), en canal ascendente la trama se
construye a partir de 54 celdas ATM donde se intercalan dos
celdas PLOAM y se introduce información de los
destinatarios de cada celda e información de
operación y mantenimiento de la red.

Aunque el sistema funciona internamente en modo ATM, lo
cual permite una mayor eficiencia que utilizando protocolos
Ethernet hacia el exterior, tanto en el lado "Usuario", como en
el lado "Central" tiene interfaces, además del nativo ATM
del tipo TDM (Por ejemplo 2Mbit/s.) o Ethernet mediante
emulación de ambos tipos de señales, los distintos
fabricantes disponen también normalmente tanto de
terminales de usuario (ONT/ONU) como del lado núcleo de la
red (OLT) con los distintos interfaces de usuarios adaptados a
telefonía convencional o cualquier aplicación de
datos, video, o telemetría. Posiblemente APON provee el
conjunto más rico y exhaustivo de características
de operación y mantenimiento (OAM) de todas las
tecnología PON.

Como contrapartida, la interconexión de los
equipos de cabecera APON OLT con las redes de transporte se
realiza a nivel SDH/ATM, requiriendo una infraestructura de
transporte de esta naturaleza y por otro lado el ancho de banda
de los equipos APON está limitado a 155Mbps repartido
entre los usuarios que componen en nodo óptico, pero
posteriormente este límite fue ampliado a
622Mbps.

El término APON acuñado inicialmente por
la FSAN fue reemplazado por BPON (Broadband PON –Redes
Ópticas Pasivas de Banda Ancha-) haciendo referencia a la
posibilidad de dar soporte a otros estándares de banda
ancha, incluyendo Ethernet, distribución de video, VPL
(líneas privadas virtuales, virtual private line),
etc.

En 1997 FSAN envió las especificaciones al
comité ITU-T, tras un período de siete años
ITU-T aprobó las siguientes recomendaciones relacionadas
con las Redes Ópticas Pasivas de banda ancha:

  • G.983.1. (Descripción general)

  • G983.2. (Capa de gestión y
    mantenimiento)

  • G983.3. (Calidad de servicio en BPON)

  • G983.4. (Asignación de ancho de banda
    dinámico)

  • G983.5. (Mecanismos de protección)

  • G983.6. (Capa de control de red OTN)

  • G983.7. (Capa de gestión de red del ancho de
    banda dinámico)

  • G983.8. (Soporte del protocolo IP, Video, VALN y
    VC).

La recomendación original especificada en la
G.983.1 de la arquitectura BPON define una red simétrica
de un ancho de banda total de 155Mbps, tanto en canal descendente
como en ascendente, dicha especificación fue modificada en
el 2001 para permitir configuraciones asimétricas (622
Descendente y 155 Ascendente) y simétricas de mayor
capacidad. (622Mbps)

BPON no es la última contribución de la
FSAN a las Redes Ópticas Pasivas, el incremento del ancho
de banda demandado por los usuarios unido al balanceo del tipo de
tráfico exclusivamente hacia tráfico IP, incidieron
directamente en el desarrollo de una nueva especificación
que se apoyaba en el estándar BPON, altamente ineficiente
para el transporte de tráfico IP, el cual mejorara
utilizaba un procedimiento de encapsulación denominado GFP
(Procedimiento General de Segmentación –General
Framing Procedure-) que aumentaba la eficiencia de la
arquitectura permitiendo mezclar tramas ATM de tamaño
variable.

Esta nueva recomendación, estandarizada por ITU-T
y denominada Gigabit-capable PON (GPON) fue aprobada en 2003-2004
por ITU-T en las Recomendaciones G.984.1, G984.2 y
G.984.3.

  • En la Recomendación G.984.1 se describen las
    características generales de un sistema PON capaz de
    transmitir en ATM: Su arquitectura, velocidades binarias,
    alcance, retardo de transferencia de la señal,
    protección, velocidades independientes de
    protección y seguridad.

  • En la Recomendación G.984.2 se describe una
    red flexible de acceso en Fibra Óptica capaz de
    soportar los requisitos de banda ancha de los servicios a
    empresas y usuarios residenciales.

  • Las técnicas GPON permiten mantener la red de
    distribución óptica, el plano de longitud de
    onda y los principios de diseño de la red de servicio
    integral consignados en las Recomendaciones G.983, asimismo
    aparte de acrecentar la capacidad de la red, las nuevas
    normas permiten un manejo más eficiente de IP y de
    Ethernet.

GPON es un estándar muy potente pero a la vez muy
complejo de implementar que ofrece:

  • Soporte global Multiservicio incluyendo voz (TDM,
    SONET, SDH), Ethernet 10/100 Base T, ATM, Frame Relay y
    muchas más.

  • Alcance físico de 20km.

  • Soporte para varias tasas de transferencia,
    incluyendo tráfico simétrico de 622Mbps,
    tráfico simétrico de 1.25Gbps y
    asimétrico de 2.5Gbps en sentido descendente y 1.25 en
    sentido ascendente.

  • Importantes facilidades de gestión,
    operación y mantenimiento, desde la cabecera OLT al
    equipamiento de usuario ONU.

  • Seguridad a nivel de protocolo (Encriptación)
    debido a la naturaleza multicast del protocolo.

La organización de la red y la
terminología utilizada es la misma que en las Redes BPON,
se espera no obstante que la normativa GPON aumente
todavía más la interoperatividad entre los
distintos fabricantes permitiendo en un mismo sistema utilizar
ONUs y OLTs de distintos fabricantes.

Resumen de los diferentes
estándares.

El siguiente cuadro resumen las principales
características de los tres estándares
dominantes.

Monografias.com

Tabla 1. Resumen de las
tecnologías PON.

Nuevos requerimientos técnicos
y económicos
.

Las redes por Fibra Óptica son un modelo
de red que permite satisfacer las nuevas y crecientes necesidades
de capacidad de transmisión y seguridad demandadas por las
empresas operadoras de telecomunicación, todo ello
además con la mayor economía posible, mediante las
nuevas tecnologías y con elementos de red puramente
ópticos se consiguen los objetivos de aumento de capacidad
de transmisión y seguridad.

Aumento de la capacidad de
transmisión. Cuando las empresas encargadas de abastecer
las necesidades de comunicación por medio de fibra
necesitaron mayor capacidad entre dos puntos, pero no
disponían de las tecnologías necesarias o de unas
fibras que pudieran llevar mayor cantidad de datos, la
única opción que les quedaba era instalar
más fibras entre estos puntos, pero para llevar a cabo
esta solución había que invertir mucho tiempo y
dinero, o bien, añadir un mayor número de
señales Multiplexadas por División en el Tiempo en
la misma fibra, lo que también tiene un
límite.

Es en este punto cuando la Multiplexación por
División de longitud de onda
(WDM) proporcionó
la obtención, a partir de una única fibra de muchas
fibras virtuales, transmitiendo cada señal sobre una
portadora óptica con una longitud de onda diferente, de
este modo se podían enviar muchas señales por la
misma fibra como si cada una de estas señales viajara en
su propia fibra.

Aumento de la seguridad: Los
diseñadores de las redes utilizan muchos elementos de red
para incrementar la capacidad de las fibras ya que un corte en la
fibra puede tener serias consecuencias, en las arquitecturas
eléctricas empleadas hasta ahora cada elemento realiza su
propia restauración de señal, para un sistema de
fibras tradicional con muchos canales en una fibra, una rotura de
la misma podría acarrear el fallo de muchos sistemas
independientes, sin embargo, las Redes Ópticas pueden
realizar la protección de una forma más
rápida y más económica, realizando la
restauración de señales en la capa óptica
mejor que en la capa eléctrica, además, la capa
óptica puede proporcionar capacidad de restauración
de señales en las redes que actualmente no tienen un
esquema de protección, así implementando Redes
Ópticas se puede añadir la capacidad de
restauración a los sistemas asíncronos embebidos
sin necesidad de mejorar los esquemas de protección
eléctrica.

Reducción de costes: En los sistemas
que utilizan únicamente multiplexación
eléctrica, cada punto que demultiplexa señales
necesitará un elemento de red eléctrica para cada
uno de los canales incluso si no están pasando datos en
ese canal, en cambio si lo que estamos utilizando es una red
óptica, solo aquellas longitudes de onda que suban o bajen
datos a un sitio necesitarán el correspondiente nodo
eléctrico y los otros canales pueden pasar simplemente de
forma óptica proporcionando así un gran ahorro de
gastos en equipos y administración de red.

Partes: 1, 2

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